初中物理杠杆及应用全课件分析.ppt

杠杆 一人用手拔钉在木板上的钉子 拔不动提问 结合你生活中观察 谁能想办法拔出钉子 旁边放了许多工具 例如老虎钳 螺丝刀 羊角锤 木块等等 0拔图钉 rmvb1起子 swf2羊角锤分析 观察下列用具 思考 它们有什么共同特点 总结特点 是一根硬棒 在力的作用下能绕一固定点转动 杠杆定义 一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒 叫做杠杆 生活中许多机械中都有杠杆 举例 1剪刀2钓鱼3跷跷板4生活中的各种杠杆 思考 杠杆一定要直的吗 以螺丝刀为例 介绍有关杠杆的名词术语 支点 杠杆绕其转动的点O 动力 使杠杆转动的力F1 阻力 阻碍杠杆转动的力F2 动力和阻力都是杠杆受到的力 它们的作用点都在杠杆上 有时动力与阻力分不清 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离 动力臂 从支点到动力作用线的垂直距离L1 力的作用线 过力的作用点沿力的方向所画的直线 阻力臂 从支点到阻力作用线的垂直距离L2 什么叫力臂 从支点到力的作用线的垂直距离 怎样找力臂 方法 1 应先找出支点的位置 2 再沿动力和阻力的作用方向画出力的作用线 3 然后从支点作这些力的作用线的垂线 这个垂线就是力臂 力臂不是支点到力的作用点的距离力臂不一定在杠杆上 钓鱼竿 镊子 抽水机 剪刀 典型示例 南京市中考试题 下图是一种常见活塞式抽水机的示意图 在图中画出手柄所受动力F1的力臂和阻力 A B A B A B 画出杠杆上各力相应的力臂 研究杠杆的平衡条件 1 杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或杠杆匀速转动 今天研究杠杆的平衡是指杠杆在水平位置静止不动的平衡 答 使杠杆自身的重力作用线通过支点上 这样就抵消了杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响 提问 步骤1 为什么要调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡 步骤2 为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码 调节钩码位置 使杠杆在水平位置重新平衡 答 杠杆只有在水平位置平衡 量得支点到钩码的距离就是力臂 此时杠杆如果不水平 则支点到钩码的距离就不是力臂 从支点到动 阻 力作用线的距离 即力臂的长度 才可从杠杆上的刻度值直接读出 2 实验目的 研究杠杆的平衡条件 填写下列表格1实验12实验23实验3 研究杠杆的平衡条件 从上面的实验中可以得到如下的结论 讨论 人和大象能不能玩跷跷板 若能 请估算跷跷板的力臂之比大约是多少 杠杆的应用 三种杠杆 利用杠杆可以用较小的力克服一个较大的力 从而省力 是不是使用杠杆就一定省力呢 省力杠杆 动力臂大于阻力臂 F2 F1 L1 L2 O h2 h1 省力杠杆 O h1 h2 省力费距离 省力杠杆 费力杠杆 动力臂小于阻力臂 F2 F1 L1 L2 O 费力杠杆 h2 h1 O 费力省距离 h1 h2 费力杠杆 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 F2 F1 L1 L2 O 人身上的杠杆 F1 F2 0 0 用弹簧秤竖直向上拉杠杆一端的A点 如图中a所示 杠杆平衡时 弹簧秤示数为Fa 凡若在A点斜向上拉 如图中b所示 杠杆平衡时 弹簧秤示数为Fb 则Fa Fb 选 大于 小于 等于填 小于 一根重100N的均匀直铁棒放在水平地面上 抬起一端所需最小的力是 A 50N B 75N C 25N D 100N 使用杠杆时 下列哪个说法是正确的 A 阻力越大 动力一定越大 B 阻力臂越短 动力臂一定越长 C 阻力一定时 动力臂与阻力臂之比越大 动力一定越小 D 动力臂和阻力臂一定是相互垂直的 下列哪些应用属于省力杠杆 A 手握钢笔写字 B 汽水瓶起盖器的使用 C 用筷子夹菜 D 用大扫帚扫地 A C B 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 B端绳子的拉力F与A端重力G相比 A F G B F G C F G D 无法比较 如图所示 杠杆挂上砝码恰好平衡 每个砝码质量相同 在下列各种情况下杠杆还能保持平衡的是 A 左右砝码各向支点移一格 B 左右砝码各减少一个 C 左右砝码各减少一半 D 左右砝码各增加二个 C C P40图10中的铁皮剪刀 理发剪刀 它们的动力臂和阻力臂的长短各不相同 试分析它们的特点 有一长1米 两端分别挂重力为50N和225N的物体 那么支点应该距重力为225N的物体多远 杠杆才能平衡 解 由F1L1 F2L2得 50N 1m L2 225N L2得 L2 0 29m 如图所示 如杠杆右端的钩码下面再加挂一个同样的钩码 那么杠杆左端的钩码应移动多少距离 才能使杠杆重新平衡 在图中 锅炉保险阀门S的截面积S 5cm2 锅炉内蒸汽压强的安全值是5 105Pa OA长10cm 如果右端的锤重为50N 试问 1 为了保证锅炉的安全使用 重锤应挂在离支点O多远的地方 2 若重锤悬挂处B点离O点的最大距离OB为30cm 为保证安全 重锤下最多能加挂多重的物体 下图中各种类型的杠杆中 省距离的是 一根粗细均匀的杠杆AB 在端A B处分别作用竖直向下的力F1 F2时 杠杆在水平位置处于平衡 若使力F1 F2同时各减小2牛顿 则杠杆失去平衡 且A端上升 B端下降 由此可以判断杠杆AB的支点位置 A 在杠杆的中点 B 不在杠杆的中点 而靠近A端 C 不在杠杆的中点 而靠近B端 D 条件不足 无法判断 A C 如图所示 力F1 F2 F3 F4分别先后作用在撬棍上刚好撬动石头 其中作用力最小的是 A F1B F2C F3D F4 B L2 0 生活中的剪刀 动力臂大于阻力臂时 动力小于阻力 为省力杠杆 道钉撬 缝纫机踏板 托盘天平 动力臂等于阻力臂时 动力等于阻力 为等臂杠杆 动力臂小于阻力臂时 动力大于阻力 为费力杠杆 例题 据 杭州日报 报道 2001年6月22日在杭州动物园 一位物理老师用一只弹簧测力计 称 出了一头大象的质量 在 称 象的过程中 他还动用了吊车 铁笼和10m长的槽钢作为辅助工具 如不计槽钢和铁笼的物重 吊车的吊钩固定处距系弹簧测力计一端的距离为9m 距系铁笼处的距离为7cm 当槽钢处于水平状态时弹簧测力计的示数为200N 试估算大象的质量 g取10N Kg L1 L2 F1 F2 O 古人对杠杆的应用与研究 人们很早就会使用杠杆了 三千多年前 古埃及人修建金字塔 就是靠杠杆搬动巨大石块的 什么情况下使用杠杆能够得到巨大的力 典型示例1 如图所示 轻质杠杆一端因水平方向力F作用而被逐步抬起 在此过程中F的大小及力臂变化是 A 变大 变大B 变大 变小C 变小 变大D 变小 变小 典型示例2 如图所示 小名同学觉得按住木棒的力好大 好幸苦 你认为他应该怎样改变位置会舒服些 请讲出你的理由 答案 将肩膀向袋子靠近点 因为阻力臂减小 动力就会减小 B 典型示例3 如图所示AOB为轻质杠杆 B端挂重物G A端分别作用四个方向力时 杠杆都能在图示位置平衡 则四个力大小说法正确的是 A F2最小B F4最小C F1最小D F3最小 D 1 05台州 下列属于费力杠杆的是 2 05温州 如图所示 在扶正被风吹倒的树木时 下列措施中最合适的是 A 绳直接系在A点B 绳直接系在B点C 在A点垫上橡皮 再系上绳D 在B点垫上橡皮 再系上绳 D C 3 05北京 下列工具中 属于省力杠杆的是 A 瓶盖起子B 定滑轮C 天平D 镊子 4 05福州 八县 如图10所示的工具 在使用中属于费力杠杆的是 A D 5 广东 非课改区 下列事例属于省力杠杆是 A 用镊子换药B 用筷子夹菜C 用大扫扫帚扫地D 用钳子截断铁丝 甲 乙 6 05贵阳 课改区 如图2所示的两种剪刀 如果要用来剪铁皮 应选种剪刀 在理发时应选种剪刀 D 甲 乙 3 如下图 欲用最小的推力F 把一重力为G的均匀园柱体推上一个台阶 试在图中画出推力F 杠杆平衡条件的应用 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1l1 F2l2 力的作用线 0 5 30 3 李明同学做 研究杠杆平衡条件 实验时 分别三次调节杠杆在水平位置平衡以后记录三组实验数据 如下表所示 这三组数据中 有一组是错误的 请你判断它的实验序号为 专题 杠杆平衡条件的应用 例1 图中轻质杠杆能否平衡 如不平衡 它将如何转动 即 当杠杆不平衡时 杠杆如何转动取决于F与l的乘积 例2 如图所示的杠杆两端分别挂有实心金属块 恰好平衡 现将它们同时浸没在同种液体的两个容器内 则杠杆还能平衡吗 如不平衡 那端下沉 当 2 1时 2端下沉 当 2 1时 2仍平衡 当 2 1端下沉 小结 此类问题与两物体的质量 体积无关 也与杠杆是否等臂无关 放入同种液体中后 都是密度大端下沉 练习 1 如图 在等臂杠杆左 右端分别挂质量相等的实心铅块和铝块 杠杆处于平衡状态 若将铅块和铝块 铅 铝全部浸入水中 则 A 杠杆仍然平衡B 杠杆左端下沉C 杠杆右端下沉D 无法判断 B 2 如图 轻质杠杆两端分别挂有体积相同的物体M和N 杠杆恰好平衡时的AO OB 3 1 若将M和N同时浸没在水中 则杠杆B端将 A 下沉B 上升C 不动D 无法判断 A 3 如图所示定滑轮两侧绳端分别挂有铁块和铜块 并保持静止不动 现将它们分别浸没在水中 A 它们仍保持静止B 铜块下降 铁块上升C 铜快上升 铁块下降D 无法判断 4 甲 乙两物体体积相等 它们的密度之比是 将它们挂在杠杆支点的两侧 杠杆平衡 如果将甲 乙两物体没入水中 则杠杆 A 仍保持平衡B 不能平衡 挂物体甲的一侧下沉C 不能平衡 挂物体乙的一侧下沉 无法确定 5 如图所示杠杆两端分别挂有铜块和铝块 恰好平衡 现将它们同时浸没在同种液体的两个容器内 则杠杆 A 仍能平衡B 不平衡 向左倾斜C 不平衡 向右倾斜D 无法判断 C 6 如图所示 轻质杠杆O OA OB A端挂实心铜块 B端挂实心铁块 已知密度 铜 铁 两金属块均浸没在水中 此时杠杆平衡 若将两盛水杯撤去 则杠杆的A端将 填 向上 向下 或 不动 运动 向上 小结 这节课我们主要学习了如何应用杠杆的平衡条件解决实际问题 同学们可以记住一些结论 在做这类选择